CN110315986B - 制动回馈控制系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种制动回馈控制系统及车辆，所述系统包括制动电阻，所述系统还包括：电阻控制器，与所述制动电阻连接，用于根据整车回馈功率控制所述制动电阻的工作状态。本公开中提供的制动回馈控制系统中，电阻控制器可以根据整车回馈功率控制制动电阻的工作状态，以使制动电阻的工作状态与回馈功率相适应，从而有效避免制动电阻对电池电量的消耗，保证车辆制动性能的同时，保证整车续航。

Description

制动回馈控制系统及车辆

技术领域

本公开涉及车辆制动领域，具体地，涉及一种制动回馈控制系统及车辆。

背景技术

在车辆的制动过程中，可以采用电机反转给车辆电池充电的方案实现制动回馈能量的合理利用。当电池不允许充电或是电池允许的充电功率较小时，则需要通过制动电阻消耗制动过程中的回馈能量。而制动电阻由于并联在供电回路中，受供电回路两端的电压牵制使得其只能以额定功率进行工作。因此，当车辆制动回馈的过程中，当制动回馈的功率小于该制动电阻的额定功率时，制动电阻的工作功率难以与回馈功率相适应，则需要电池对制动电阻进行供电，从而导致整车续航减少。

发明内容

为了解决上述问题，本公开提供一种制动回馈控制系统及车辆。

为了实现上述目的，根据本公开的第一方面，提供一种制动回馈控制系统，所述系统包括制动电阻，所述系统还包括：电阻控制器，与所述制动电阻连接，用于根据整车回馈功率控制所述制动电阻的工作状态。

可选地，所述电阻控制器包括：

获取模块，用于在电池允许充电的情况下，获取电池允许充电功率；

确定模块，用于在所述回馈功率大于所述电池允许充电功率时，将所述回馈功率与所述电池允许充电功率之差确定为目标功率；

第一控制模块，用于根据所述确定模块确定出的所述目标功率确定所述制动电阻在预设时长内的总导通时长，并根据所述总导通时长控制所述制动电阻的导通与断开，以使所述制动电阻在所述预设时长内的工作功率为所述目标功率；

所述第一控制模块还用于在所述回馈功率小于或等于所述电池允许充电功率时，控制所述制动电阻在所述预设时长内断开。

可选地，所述电阻控制器包括：

第二控制模块，用于在电池不允许充电的情况下，基于所述回馈功率和所述制动电阻的额定功率控制所述制动电阻的工作状态。

可选地，所述系统还包括：

电容，与所述制动电阻并联连接；

电容控制器，与所述电容连接；

所述第二控制模块包括：

确定子模块，用于在电池不允许充电的情况下，在所述回馈功率小于所述额定功率时，将所述回馈功率确定为目标功率；

控制子模块，用于根据所述确定子模块确定出的所述目标功率确定所述制动电阻在预设时长内的总导通时长，并根据所述总导通时长控制所述制动电阻的导通与断开，以使所述制动电阻在所述预设时长内的工作功率为所述目标功率；

所述控制子模块还用于在所述回馈功率大于或等于所述额定功率时，控制所述制动电阻在所述预设时长内导通；

所述电容控制器用于在电池不允许充电的情况下，在所述回馈功率大于所述额定功率时，将所述电容并联接入所述制动电阻。

可选地，所述电容为超级电容。

可选地，根据所述目标功率确定所述制动电阻在预设时长内的总导通时长，并根据所述总导通时长控制所述制动电阻的导通与断开是通过以下方式实现的：

根据所述目标功率和所述制动电阻的额定功率的比值确定所述制动电阻在所述预设时长内的总导通时长，其中，所述总导通时长和所述预设时长的比值、与所述目标功率和所述额定功率的比值相等；

按照所述总导通时长，在所述预设时长内控制所述制动电阻的导通与断开。

可选地，所述按照所述总导通时长，在所述预设时长内控制所述制动电阻的导通与断开，包括：

在所述预设时长内控制所述制动电阻周期性地导通与断开，并使所述制动电阻在所述预设时长内的导通时长达到所述总导通时长。

可选地，所述系统还包括：

整车控制器和冷却装置；

所述电阻控制器包括温度检测模块，所述温度检测模块用于检测所述制动电阻的温度，并将温度信号发送至所述整车控制器；

所述整车控制器用于接收所述温度信号；在所述温度信号表示所述制动电阻的温度超过温度阈值时，确定所述制动电阻的冷却需求功率；按照所述冷却需求功率控制所述冷却装置工作。

可选地，所述冷却装置与所述制动电阻通过管路连通，以形成冷却剂循环回路，对所述制动电阻进行冷却。

可选地，所述系统还包括：

整车控制器，用于在车辆状态信息满足回馈条件时，根据所述车辆状态信息计算所述整车回馈功率。

根据本公开的第二方面，提供一种车辆，所述车辆包括上述任一的制动回馈控制系统。

本公开中提供的制动回馈控制系统中，电阻控制器可以根据整车回馈功率控制制动电阻的工作状态，以使制动电阻的工作状态与回馈功率相适应，从而有效避免制动电阻对电池电量的消耗，保证车辆制动性能的同时，保证整车续航。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本公开的一种实施方式提供的制动回馈控制系统的框图；

图2是本公开提供的制动回馈控制系统与电机控制器、电池管理器与配电箱之间的连接示意图；

图3是根据本公开的另一种实施方式提供的制动回馈控制系统的框图。

附图标记说明

100 制动电阻 200 电阻控制器

201 温度检测模块

300 电容 400 配电箱

500 电池管理器 501 电池

600 电机控制器 601 电机

700 整车控制器 800 冷却装置

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

图1所示，为根据本公开的一种实施方式提供的制动回馈控制系统的框图，如图1所示，所述系统10包括制动电阻100，

电阻控制器200，与所述制动电阻100连接，用于根据整车回馈功率控制所述制动电阻的工作状态。

其中，所述控制制动电阻的工作状态包括控制制动电阻导通、控制制动电阻断开、控制制动电阻在预设时长内的导通时长为总导通时长。

本公开中提供的制动回馈控制系统中，电阻控制器可以根据整车回馈功率控制制动电阻的工作状态，以使制动电阻的工作状态与回馈功率相适应，从而有效避免制动电阻对电池电量的消耗，保证车辆制动性能的同时，保证整车续航。

可选地，所述系统还包括：

整车控制器，用于在车辆状态信息满足回馈条件时，根据所述车辆状态信息计算所述整车回馈功率。

在一实施例中，车辆状态信息可以包括车速信息。示例地，在当前车速信息所表示的车速小于上一车速信息所表示的车速、且所述当前车速信息与所述上一车速信息所表示的车速的差值大于车速变化阈值时，确定满足回馈条件。此时，可以根据当前车速信息计算整车回馈功率。其中，根据当前车速信息计算整车回馈功率为现有技术，在此不再赘述。

在另一实施例中，车辆状态信息可以包括车速信息和制动踏板深度信息。示例地，在当前车速信息所表示的车速小于上一车速信息所表示的车速、且所述当前车速信息与所述上一车速信息所表示的车速的差值大于车速变化阈值、和/或制动踏板深度信息所表示的深度大于第一深度阈值时，确定满足所述回馈条件。此时，可以根据当前车速信息和当前制动踏板深度信息计算整车回馈功率。其中，根据当前车速信息和当前制动踏板深度信息计算整车回馈功率为现有技术，在此不再赘述。

在另一实施例中，车辆状态信息可以包括车速信息和油门踏板深度信息。示例地，在当前车速信息所表示的车速小于上一车速信息所表示的车速、且所述当前车速信息与所述上一车速信息所表示的车速的差值大于车速变化阈值、和/或在当前油门踏板深度信息所表示的深度小于上一油门踏板深度信息所表示的深度、且所述当前油门踏板深度信息与所述上一油门踏板深度信息所表示的深度的差值大于第二深度阈值时，确定满足回馈条件。此时，可以根据当前车速信息计算整车回馈功率。其中，根据当前车速信息计算整车回馈功率为现有技术，在此不再赘述。

在另一实施例中，车辆状态信息可以包括车速信息、油门踏板深度信息、制动踏板深度信息、电池电量信息及制动电阻的工作状态。示例地，当确定上述车辆状态信息中的任一者满足其对应的条件时，都可以确定满足回馈条件。因此，在通过上述方式确定车辆状态信息满足回馈条件时，都可以控制车辆进行制动回馈，可以有效拓宽该制动回馈控制方法的适用范围，在有制动需求时，使得车辆进行制动回馈，为提高车辆的制动性能提供保证，保证车辆制动的一致性。

可选地，所述电阻控制器200包括：

获取模块，用于在电池允许充电的情况下，获取电池允许充电功率。其中，电池允许充电功率可以通过电池电量确定。示例地，可以预先通过实验数据确定出电池电量与电池允许充电功率之间的对应关系。因此，在获取到电池电量时，可以基于该对应关系获取电池允许充电功率。可选地，可以通过电池管理器确定电池允许充电功率。因此，通过上述技术方案，可以快速且准确地获取电池可以允许的最大充电功率，从而可以根据该电池允许充电功率确定为电池充电时的功率，保证电池的充电安全。

确定模块，用于在所述回馈功率大于所述电池允许充电功率时，将所述回馈功率与所述电池允许充电功率之差确定为目标功率；

第一控制模块，用于根据所述确定模块确定出的所述目标功率确定所述制动电阻在预设时长内的总导通时长，并根据所述总导通时长控制所述制动电阻的导通与断开，以使所述制动电阻在所述预设时长内的工作功率为目标功率。

在回馈功率大于电池允许充电功率时，若此时直接以该回馈功率对电池进行充电，由于该整车回馈功率大于电池可以允许的最大充电功率，则在以该整车回馈功率对电池充电时，会对电池造成损害，影响电池的使用寿命。因此，可以通过控制制动电阻的总导通时长，使得制动电阻可以消耗多余的功率产生的电量，从而可以以电池允许充电功率为电池充电，在增加整车续航的同时，有效防止电池过充，延长电池的使用寿命。

可选地，根据所述目标功率确定所述制动电阻在预设时长内的总导通时长，并根据所述总导通时长控制所述制动电阻的导通与断开是通过以下方式实现的：

根据所述目标功率和所述制动电阻的额定功率的比值确定所述制动电阻在所述预设时长内的总导通时长，其中，所述总导通时长和所述预设时长的比值、与所述目标功率和所述额定功率的比值相等；

按照所述总导通时长，在所述预设时长内控制所述制动电阻的导通与断开。

其中，可以通过电阻控制器的工作频率确定该预设时长，示例地，所述预设时长为T，当电阻控制器的工作频率为50HZ时，T可以为20ms，制动电阻的额定功率为P。根据车辆状态信息确定出的整车回馈功率为M，电池允许充电功率为N，则制动电阻在预设时长内的目标功率为M-N。因此，可以确定在该预设时长内、制动电阻的总导通时长为t，则

在确定出制动电阻的总导通时长后，可以按照该总导通时长，在预设时长T内控制制动电阻的导通与断开。

在一实施例中，若预设时长为20ms，确定出的总导通时长为14ms时，可以先控制制动电阻导通的时长达到14ms后，控制制动电阻断开直至达到20ms(即，控制制动电阻断开的时长为6ms)。又例如，也可以先控制制动电阻断开的时长达到6ms后，控制制动电阻导通的时长达到14ms(此时，控制制动电阻导通与断开的总时长为20ms)。

在制动电阻导通时，制动电阻以其额定功率工作，在制动电阻断开时，制动电阻不工作。因此，通过控制制动电阻在预设时长内的总导通时长，可以对制动电阻在该预设时长内的工作功率进行调整，使得制动电阻可以按照需求功率进行工作，满足使用需求。

可选地，所述按照所述总导通时长，在所述预设时长内控制所述制动电阻的导通与断开，包括：

在所述预设时长内控制所述制动电阻周期性地导通与断开，并使所述制动电阻在所述预设时长内的导通时长达到所述总导通时长。

在一实施例中，可以以预设时间间隔控制制动电阻周期性地导通与断开。示例地，该预设时间间隔可以为2ms，则在0～2ms内控制制动电阻导通，在2～4ms内控制制动电阻断开，在4～6ms内控制制动电阻导通，在6～8ms内控制制动电阻断开，在8～10ms内控制制动电阻导通，在10～12ms内控制制动电阻断开。此时，制动电阻的断开时长已达到6ms，因此，在12～20ms内控制制动电阻导通，以使得在预设时长20ms内，制动电阻的总导通时长为14ms。

在另一实施例中，可以以PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)技术控制所述制动电阻周期性地导通与断开。示例地，根据总导通时长和预设时长确定占空比，从而可以根据该占空比确定制动电阻的导通与断开。

通过控制制动电阻周期性地导通或断开，可以有效降低瞬时充电功率过大对电池造成的损害，有效延长电池的使用寿命。

第一控制模块还用于在所述回馈功率小于或等于所述电池允许充电功率时，控制所述制动电阻在所述预设时长内断开。由于回馈功率小于或等于电池允许充电功率，因此可以以该回馈功率对电池进行充电。因此可以将回馈功率所生成的电量全部用于对电池充电，既不会对电池造成损害，又可以提高对车辆制动回馈功率的利用，节约能源。

在上述技术方案中，当回馈功率小于或等于电池允许充电功率时，控制制动电阻断开，以使得回馈功率所产生的电量全部用于给电池充电；当回馈功率大于电池允许充电功率时，通过控制制动电阻的总导通时长，使得以电池允许充电功率对电池进行充电。通过上述技术方案，一方面，可以以合适的功率对电池进行充电，保证电池的使用寿命。另一方面，也可以最大化地利用制动回馈过程中产成的电量，节约能源的同时提高车辆的制动性能。

可选地，所述电阻控制器200还包括：

第二控制模块，用于在电池不允许充电的情况下，基于所述回馈功率和所述制动电阻的额定功率控制所述制动电阻的工作状态。

可选地，图2所示，为本公开提供的制动回馈控制系统与电机控制器、电池管理器与配电箱之间的连接示意图，所述系统10还包括：

电容300，与所述制动电阻100并联连接。

电容控制器，与所述电容300连接；

电机控制器600用于控制电机601的输入功率；电池管理器500用于对电池501进行管理，可以检测电池501的电压和温度信息，并可以控制第一开关K1的通断，从而控制电池501与制动回馈控制系统的连接。在车辆需要制动回馈时，第二开关K2闭合，以使电阻控制器200工作。其中，电阻控制器200、电机控制器600和电池管理器500之间可以通过CAN总线进行通信。

所述第二控制模块包括：

确定子模块，用于在电池不允许充电的情况下，在所述回馈功率小于所述额定功率时，将所述回馈功率确定为目标功率；

控制子模块，用于根据所述确定子模块确定出的所述目标功率确定所述制动电阻在预设时长内的总导通时长，并根据所述总导通时长控制所述制动电阻的导通与断开，以使所述制动电阻在所述预设时长内的工作功率为目标功率。

其中，现有技术中，在回馈功率小于制动电阻的额定功率时，需要电池对制动电阻进行供电，以使制动电阻可以以其额定功率工作。但在此过程中，制动电阻会消耗电池电量，导致整车续航减少。本公开中，在回馈功率小于制动电阻的额定功率时，控制所述制动电阻在预设时长内的总导通时长，以使制动电阻在预设时长内的工作功率为该回馈功率。其中，控制所述制动电阻在预设时长内的总导通时长，并根据所述总导通时长控制所述制动电阻的导通与断开，以使所述制动电阻在所述预设时长内的工作功率为目标功率的实现方式在上文已经详述，在此不再赘述。

因此，所述回馈功率小于制动电阻的额定功率时，通过调节在预设时长内的制动电阻的工作功率，以使制动电阻的实际工作功率与回馈功率相适应，既可以完全消耗回馈功率所产生的电量，又不需要消耗电池的电量，在有效提高车辆制动性能的同时，保证整车续航时间。

所述控制子模块还用于在所述回馈功率大于或等于所述额定功率时，控制所述制动电阻在所述预设时长内导通。

在该实施例中，在回馈功率等于制动电阻的额定功率时，表示制动电阻以其额定功率工作时，不需要电池为其供电。同时，也可以消耗回馈功率产生的电量，保证车辆的制动性能。

可选地，所述电容控制器还用于在电池不允许充电的情况下，在所述回馈功率大于所述额定功率时，将所述电容并联接入所述制动电阻。

在另一实施例中，在回馈功率大于制动电阻的额定功率时，控制所述制动电阻在所述预设时长内导通，即控制制动电阻以其额定功率工作，但此时回馈功率产生的电量不能够被制动电阻完全消耗。此时，会对车辆的制动性能产生影响，甚至会使得回馈功率产生的电量对电池充电，导致电池过充，影响电池的使用寿命。因此，在该实施例中，可以通过电容控制器将电容并联接入制动电阻，可以将制动电阻以其额定功率工作时未能消耗的回馈功率所产生的电量存储至该电容中。另外，在制动电阻断开或导通时会导致在电池端有持续的充放电脉冲电流，而通过在制动电阻并联接入电容，也可以通过该电容吸收该脉冲电流，进一步保证在制动回馈的过程中既不对电池充电又不会使电池放电，延长电池的使用寿命和续航。

示例地，该电容可以和电阻控制器集成在一起(图2中未示出)，可以简化整车布线设置。可选地，所述电容300为超级电容。该超级电容可以独立于电阻控制器，可以有效保证车辆制动回馈过程中的产生的电量可以被吸收存储，进一步保证车辆的制动性能。

因此，通过上述技术方案，在电池不允许充电的情况下，既可以保证制动电阻不会消耗电池的电量，有效保证整车续航，又可以使得回馈功率所产生的电量可以被消耗，有效保证车辆的制动性能，为安全驾驶提供保障，提升用户使用体验。

可选地，如图3所示，所述系统10还包括：

整车控制器700和冷却装置800；

所述电阻控制器200包括温度检测模块201，所述温度检测模块201用于检测所述制动电阻的温度，并将温度信号发送至所述整车控制器700；

所述整车控制器700用于接收所述温度信号；在所述温度信号表示所述制动电阻的温度超过温度阈值时，确定所述制动电阻的冷却需求功率；按照所述冷却需求功率控制所述冷却装置800工作。

示例地，可以通过预先进行试验的方式，获得制动电阻的温度、制动电阻的实际工作功率、制动电阻的冷却需求功率之间的功率对应关系表。其中，制动电阻的实际工作功率可以由电阻控制器得出。之后，可以根据该对应关系表将查询到的与所述温度和所述实际工作功率对应的功率确定制动电阻的冷却需求功率。因此，在对制动电阻进行冷却时，可以使得冷却需求功率与制动电阻的工作状态相适应，既可以快速对制动电阻进行冷却，避免制动电阻长时间处于温度过高的状态下，又可以提高冷却功率。

示例地，冷却装置可以包括压缩机、冷凝器、膨胀阀等，在确定出制动电阻的冷却需求功率时，可以根据该冷却需求功率控制压缩机、膨胀阀等工作，以基于冷却需求功率对制动电阻进行冷却。其中，根据该冷却需求功率控制压缩机、膨胀阀等工作为现有技术，在此不再赘述。

制动电阻消耗回馈能量一般都是通过发热的方式，因此，制动电阻的散热需求较高。当制动电阻长时间工作后，极易出现温度过高的现象，影响制动电阻的工作。在上述技术方案中，根据制动电阻的冷却需求功率对制动电阻进行冷却，以使制动电阻的温度维持在良好的工作温度区间内，可以有效避免制动电阻的温度过高对车辆制动性能产生的影响，同时，也可以有效延长制动电阻的使用寿命。

可选地，所述冷却装置800与所述制动电阻100通过管路连通，以形成冷却剂循环回路，对所述制动电阻进行冷却。

在该实施例中，将冷却装置与制动电阻通过管路连通，则在冷却剂流经制动电阻时，可以与其进行热交换，有效提高制动电阻的冷却效率，有效延长制动电阻的使用寿命。

本公开还提供一种车辆，所述车辆包括上述任一的制动回馈控制系统。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (9)

1.一种制动回馈控制系统，所述系统包括制动电阻，其特征在于，所述系统还包括：

电阻控制器，与所述制动电阻连接，用于根据整车回馈功率控制所述制动电阻的工作状态；

其中，所述电阻控制器包括：

获取模块，用于在电池允许充电的情况下，获取电池允许充电功率；

确定模块，用于在所述回馈功率大于所述电池允许充电功率时，将所述回馈功率与所述电池允许充电功率之差确定为目标功率；

第一控制模块，用于根据所述确定模块确定出的所述目标功率确定所述制动电阻在预设时长内的总导通时长，并根据所述总导通时长控制所述制动电阻的导通与断开，以使所述制动电阻在所述预设时长内的工作功率为所述目标功率，其中，在所述制动电阻导通时，所述制动电阻以额定功率工作；

所述第一控制模块还用于在所述回馈功率小于或等于所述电池允许充电功率时，控制所述制动电阻在所述预设时长内断开。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电阻控制器包括：

第二控制模块，用于在电池不允许充电的情况下，基于所述回馈功率和所述制动电阻的额定功率控制所述制动电阻的工作状态。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

电容，与所述制动电阻并联连接；

电容控制器，与所述电容连接；

所述第二控制模块包括：

确定子模块，用于在电池不允许充电的情况下，在所述回馈功率小于所述额定功率时，将所述回馈功率确定为目标功率；

控制子模块，用于根据所述确定子模块确定出的所述目标功率确定所述制动电阻在预设时长内的总导通时长，并根据所述总导通时长控制所述制动电阻的导通与断开，以使所述制动电阻在所述预设时长内的工作功率为所述目标功率；

所述控制子模块还用于在所述回馈功率大于或等于所述额定功率时，控制所述制动电阻在所述预设时长内导通；

所述电容控制器用于在电池不允许充电的情况下，在所述回馈功率大于所述额定功率时，将所述电容并联接入所述制动电阻。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电容为超级电容。

5.根据权利要求1或3所述的系统，其特征在于，根据所述目标功率确定所述制动电阻在预设时长内的总导通时长，并根据所述总导通时长控制所述制动电阻的导通与断开是通过以下方式实现的：

根据所述目标功率和所述制动电阻的额定功率的比值确定所述制动电阻在所述预设时长内的总导通时长，其中，所述总导通时长和所述预设时长的比值、与所述目标功率和所述额定功率的比值相等；

按照所述总导通时长，在所述预设时长内控制所述制动电阻的导通与断开。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述按照所述总导通时长，在所述预设时长内控制所述制动电阻的导通与断开，包括：

在所述预设时长内控制所述制动电阻周期性地导通与断开，并使所述制动电阻在所述预设时长内的导通时长达到所述总导通时长。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

整车控制器和冷却装置；

所述电阻控制器包括温度检测模块，所述温度检测模块用于检测所述制动电阻的温度，并将温度信号发送至所述整车控制器；

所述整车控制器用于接收所述温度信号；在所述温度信号表示所述制动电阻的温度超过温度阈值时，确定所述制动电阻的冷却需求功率；按照所述冷却需求功率控制所述冷却装置工作。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述冷却装置与所述制动电阻通过管路连通，以形成冷却剂循环回路，对所述制动电阻进行冷却。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1-8中任一项所述的制动回馈控制系统。

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